Programmerbara logiska styrenheter (PLC) är integrerade i industriell automatisering och industriell processkontroll.PLCs hanterar olika ställdon, analoga och digitala sensorer och kommunicerar komplexa gränssnitt för att ändra protokoll.

Förutom kontrollfunktioner utför PLC datakonvertering och signalbehandling.PLCs, drivna av utvecklingen inom Industrial Internet of Things (IIoT), levererar säkra och skalbara lösningar, hög prestanda, låg effekt och litet fotavtryck.

Numera hittar PLCs stor användning i digitala världsapplikationer.De sekventiella och upprepade operationerna i industrier utförs normalt med PLC.De är redo för Industry 4.0.Denna artikel belyser PLC design och dess utmaningar inom industriell tillämpning.

Vad är en programmerbar Logic Controller (PLC)?

En programmerbar logisk styrenhet, allmänt känd som PLC, är en solid-state, digital och industriell dator som använder integrerade kretsar istället för elektromekaniska enheter för att implementera styrfunktioner.

Enligt NEMA definieras PLC som digitala elektroniska enheter som använder programmerbart minne för att implementera vissa funktioner och lagra instruktioner.Listan över specifika funktioner inkluderar logik, aritmetisk sekvensering, timing och räkning, och även kontroll av processer och maskiner.

PLC:s genomgick märkbara förändringar av formfaktorer genom åren - från industriella datorer och programmerbara automatiseringsstyrenheter (PAC "Programmable Automation Controllers") i PC liknande formfaktorer till kompakta kapslingar och mini-PLCs.PLC funktionaliteten har även utvecklats.Förutom diskreta kontrollfunktioner har PLC nu funktioner som Human Machine Interface (HMI), realtids industriellt ethernet, rörelsestyrning och datakommunikationsportar.Flera samtida industrier implementerar smart tillverkning, där anslutna system används för företag och M2M interaktion mellan maskin och maskin.PPLCs är designade för tillförlitligt, felfritt arbete och immunitet mot fientliga, bullriga, dammiga miljöer och även för att vara vattentåliga.Realtidstillgänglighet och driftsförmåga över ett brett miljöintervall krävs även.Element14 har samarbetat med många olika leverantörer som erbjuder en bred portfölj av PLC produkter.(För mer information om PLC produkter, vänligen klicka här)

Klassificering av PLC

PLCs klassificeras i tre typer baserat på utdata:Transistorutgång, triacutgång och reläutgång PLC.Reläutgångstypen är idealisk för både AC och DC utgångsenheter.Transistorutgångstyp PLC använder omkopplingsdrift och används i mikroprocessorer.

PLCs är konstruerade för att vara robusta, klarar extrema temperaturer, elektrisk bullerfuktighet och vibrationer.Logic controllers styr och övervakar en enorm population av ställdon och sensorer och skiljer sig således från andra datorsystem i sin betydande in/ut presentation (I/O) presentation.

PLC anatomi

PLCs är kompakta modulära enheter med flera in- och utgångar (I/O) i ett hölje som inkluderas i processorn.Räckvidden kan toppa vid stora rackmonterade modulära enheter där tusentals I/O är nätverksanslutna till SCADA system.De programmerbara logiska kontrollerna (PLC), inom Industrial Control System (ICS), fungerar som en användbar bro mellan fysiska och cellulära kommunikationsprotokoll som PROFIBUS, BACnet, DNP3, OPC, EtherCAT och CIP.

Tre moduler utgör varje PLC system:CPU modul, många in/ut moduler (I/O) och strömförsörjningsmodul.

Blockdiagram för PLC modul
Figur 1:Blockdiagram för PLC modul
  • CPU modul:Denna modul innehåller en central processor tillsammans med dess minnesdel.Denna processor kör all nödvändig databehandling och beräkningar genom att ta emot lämpliga ingångar och producera motsvarande utgångar
  • Strömförsörjningsmodul:En 5V DC-utgång behövs för att köra PLCs datorkretsar som levereras ordentligt av strömförsörjningsmodulen.Detta är i grunden den modul som ansvarar för systemstart.Den accepterar växelström och konverterar den sedan till DC ström som de återstående två modulerna (ingång/utgång och CPU moduler) använder.
  • I/O moduler:Ingångs-/utgångsmodulerna övervakar sensorerna och ställdonets anslutning till PLC systemet för att känna av olika parametrar som tryck, flöde och temperatur.I/O modulerna är antingen analoga eller digitala

PLC programmering tillåter användaren att konfigurera styrsystemet med en etablerad syntax.Ladder, Boolean och Grafcet är olika typer av programmeringsspråk som används.Ladder och Boolean språken implementerar drift på samma sätt men de skiljer sig åt i hur deras instruktioner representeras och hur de matas in i PLC.Grafcetspråket styr instruktionerna på olika sätt beroende på åtgärder och steg i ett grafiskt orienterat program.Flera olika programmeringsspråk används idag och var och en levererar PLC med sina programmeringsspecifikationer som är byggda på IEC 61131-3 standarden.För mer information om PLC Programmer produkter, klicka här.

PLCs i industriella applikationer

PLCs finner användning i olika applikationer i kraftverk, smarta nätverk, tillverkningsenheter, övervakningsverktyg eller utrustning, byggande av systemet och processkontrollfunktioner.Vi kommer att diskutera några av de PLC användningsfall som används i industriell automatisering.

a) Automatiskt blandnings- och flaskpåfyllningssystem med PLC's inom dryckes- och juiceindustrin

I ett automatiskt blandnings- och flaskpåfyllningssystem bör initialt två vätskor, nämligen vatten och proteinvätska, från två olika behållare blandas i en blandningsbehållare såsom visas i följande figur2.Den blandade lösningen ska fyllas i flaskorna efter varandra.Startknappen initierar hela systemoperationen.Här matas sensorutgången till PLC och utgångarna från PLC styr ventilerna, blandaren och transportbandet.Den första vätskan (vattnet) strömmar in i blandningsbehållaren i 10 sekunder.Den andra vätskan strömmar sedan in i blandningsbehållaren i 15 sekunder.Blandningen sker under 20 sekunder.Stoppknappen styr funktionen.Vänligen klicka här för mer information om Process Controller produkter.

b) Att bearbeta platta glasögon och kontrollera materialförhållandet med PLC styrenhet i glasindustrin

PLC används i glasindustrin för att kontrollera materialförhållandet och bearbeta platta glas.Denna ständigt utvecklande teknik har utvecklats genom åren och skapar därmed en ständigt ökande efterfrågan på PLC styrläge i glasindustrin.Glasproduktion är en sofistikerad process.Involverade företag använder ofta PLCs med bussteknik som styrläge.PLC registrerar analoga data i glasproduktion och digital kvalitet, positionskontroll i processen.

c) Blandning av råvaror med PLC i cement tillverkningsindustrin

Tillverkning av cement innebär blandning av olika råvaror i en ugn.Den slutliga produktkvaliteten påverkas av dessa råvaror och deras respektive proportioner.Uppgifterna måste vara korrekta för att säkerställa användningen av rätt kvantitet och kvalitet på råvaror.Ett distribuerat styrsystem består av PLC i användarläge och konfigurationsprogramvara som används i hanterings- och produktionsprocesser.PLCs, för att vara specifika, styr kolugn, axelugn och kulfräsning.

Automatiskt blandnings- och flaskpåfyllningssystem
Figur 2:Automatiskt blandnings- och flaskpåfyllningssystem

Slutsatser

God automatisering och processkontroll är avgörande i den konkurrensutsatta världen.PLC baserade automatiseringsarbeten gör produktionsaktiviteter lönsamma.PLCs kan förenkla komplexa drifter och minska installationstiden.Arbeten inom keramik, cement, förpackningsindustri, kemikalier, livsmedelsbearbetning och så vidare kräver starkt PLC system för utmärkt prestanda och vinst.

Håll dig informerad


Håll dig uppdaterad om den senaste informationen och exklusiva erbjudanden!

Prenumerera nu

Dataskydd och integritetspolicy

Tack för din prenumeration

Bra jobbat! Du tillhör nu en elitgrupp som får den senaste informationen om produkter, teknik och tillämpningar direkt i din inkorg.

Tekniska resurser

Artiklar, e-böcker, webbseminarier och mer.
Håller dig uppdaterad om innovationer.